WO2014064358A1 - Dispositif d'articulation motorise pour articulation de siege de vehicule - Google Patents

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WO2014064358A1
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motor
gear
brushless motor
planetary gear
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PCT/FR2013/052405
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Naoufel Boutouil
Nicolas Navatte
Original Assignee
Faurecia Sièges d'Automobile
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections

Definitions

  • the present invention relates to motorized hinge devices, with electric motor and gearbox, arranged to drive a member in a motor vehicle seat, for example to move a movable member relative to a reference element, for example a folder. seat to a seat cushion.
  • a geared motor which comprises a DC motor or brushless and one or more reduction stages for moving a movable element mainly in rotation with respect to an element. reference.
  • a motorized hinge device adapted to connect a motor vehicle seat back to a seat of said seat, in a rotational movement about a main axis, comprising:
  • a first hypocycloid articulation mechanism driven by a control shaft comprising a first metal flange intended to be connected to the seat and a second metal flange intended to be connected to the backrest, the first and second flanges being connected by means of metal toothed sectors,
  • a brushless motor having a rotor rotating around a rotor axis parallel to the main axis
  • a planetary gearbox interposed between the brushless motor and the control shaft, the planetary gear comprising a drive gear rotating about the main axis and connected to the rotor of the motor, a plurality of planet gears, each planet gear comprising firstly a first set of teeth engaged with both the driving pinion and with a first fixed ring gear, and secondly a second set of teeth engaged with a second ring gear secured to the control shaft,
  • the planetary reducer is devoid of planet carriers.
  • one or more of the following arrangements may be used in addition, in isolation or in combination: all parts of the planetary gear are made of plastic; whereby the cost of the device is optimized;
  • the device may further comprise a control unit arranged in close proximity to the brushless motor for controlling said brushless motor, said brushless motor, the planetary gear and the control unit being contained in a closed housing; so that the device has a good electromagnetic mutism and the control unit is protected from external physicochemical aggression;
  • the first toothing and the second toothing have a tooth number difference of 1, and / or the number of teeth of the first ring gear differs from the number of teeth of the second ring gear; so that a reduction ratio of between 50 and 150 can be obtained for the planetary gearbox;
  • the reduction ratio of the planetary gearbox is between 50 and 150 and the rotation speed of the motor is between 2000 revolutions / min and 7000 rev / min; so that one can choose a brushless motor with reduced dimensions;
  • the gearbox and the motor can be arranged next to each other in a plane perpendicular to the main axis, and are interconnected by a belt; so that the axial space is reduced;
  • the planetary gear and the brushless motor can be arranged one after the other in the axial direction; so that the radial space is reduced;
  • the device may further comprise an intermediate planetary gear axially interposed between the brushless motor and the planetary gear; so that the yields of each reduction stage can be optimized;
  • control unit is arranged to control the motor according to current profiles with start and stop ramps; we then obtain smooth starts and stops;
  • the invention also relates to a seat frame for a motor vehicle comprising a backrest frame, a seat frame, and at least one motorized hinge device as described above.
  • the motorized articulation device may further comprise a second hypocycloid articulation mechanism arranged on the opposite side to the first hypocycloid articulation mechanism, the control shaft axially traversing the planetary reducer and connecting the two articulation mechanisms. hypocycloid.
  • the invention also relates to a seat for a motor vehicle comprising at least one drive device as described above.
  • FIG. 1 is a perspective view of a seat frame incorporating a motorized hinge device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is an exploded view of the driving device of FIG. 1, seen from one side,
  • FIG. 3 is an exploded view of the driving device of FIG. 1, seen from an opposite side;
  • FIG. 4 is a schematic diagram in axial section of the motorized articulation device of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the gear of the driving device of FIG. 1, along the line V-V of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the reduction gear of the driving device of FIG. 1, along the line VI-VI of FIG. 4,
  • FIG. 7 is a perspective view of a seat frame incorporating a motorized articulation device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram in axial section of the motorized articulation device of FIG. 7,
  • FIG. 9 is an exploded view of the driving device of FIG. 7, seen from one side,
  • FIG. 10 is an exploded view of the driving device of FIG. 7, viewed from an opposite side
  • FIG. 11 is a variant of the motorized driving linkage device of FIG. 7.
  • Figure 1 shows a perspective view of a seat frame incorporating a motorized drive articulation device 1 also called more simply ispositif of motorized articulation 1 according to a first embodiment of the invention.
  • a frame is covered with a padding and a coating (not shown) to form a car seat.
  • the motorized articulation device 1 can rotate the backrest relative to the seat, for adjusting the angular position of comfort; however, the rest of the time, the motorized hinge device must ensure the maintenance of the current position, including in case of shock to the vehicle.
  • the armature in question comprises a seat structure 11 and a backrest structure 12 rotatably mounted on the seat structure 11 around a main axis of articulation Y.
  • the frame At the level of the zone articulation, the frame comprises a first hinge mechanism 7 on the right side of the seat (visible dashed in Figure 1) and a second hinge mechanism 7 'on the left side of the seat, visible in part.
  • the seat structure 11 may comprise on each side a seat flange 11A fixed to one of the articulation mechanisms 7,7 'vis-à-vis and the backrest structure 12 may similarly comprise of each side a 12A back flange attached to one of the articulation mechanisms 7.7 'vis-à-vis.
  • the backrest structure 12 can be articulated on the back flange 12A in the case of a rear access function.
  • each articulation mechanism 7, 7 ' is a hypocycloid gear mechanism as known in the art in the seat joints and described for example in the document FR2962385.
  • Each articulation mechanism 7 (respectively,
  • first metal flange 71 intended to be connected to the seat 11, directly or via the seat flange 11A, and a second metal flange 72 intended to be connected to the backrest 12 directly via the back flange 12A.
  • first and second flanges 71,72 are connected, directly or indirectly, by toothed sectors.
  • a radially outer toothing 76 of the first flange engages with a radially inner toothing 75 of larger diameter of the second flange, the first flange 71 being rotated around Y with slight nutation by means of An eccentric cam 73.
  • the radially inner toothing 75 has one more tooth than the radially outer toothing 76 of the second flange.
  • the first and second flanges are made by stamping or thin cutting in a steel type material, in order to support the couples involved between the backrest and seat especially in case of shock to the vehicle.
  • the number of teeth will be, for example, 35 and 36.
  • the teeth 75, 76 are metallic and are preferably integral with respectively the first and second flanges 71, 72. The mechanical coupling between the first and second flanges thus gives the joint irreversibility of movement and robustness sufficient to meet increasingly stringent criteria of impact resistance.
  • the eccentric cam 73 is rotated by a control shaft 8, which passes through the seat frame from left to right in the illustrated example so as to connect the two hinge mechanisms 7,7 '.
  • the armature of the seat could have only one articulation mechanism 7, in which case the control shaft 8 would be much shorter and locally connect the geared motor which it will be question below with the unique hinge mechanism 7.
  • the gearmotor 10 of the motorized articulation device 1 is housed in a housing 19 and comprises:
  • a brushless motor ( x brushless) having a rotor 2 rotating around a rotor axis Y2 parallel to the main axis Y, a planetary gear 30 interposed between the brushless motor ( x brushless) 20 and the control shaft 8, the planetary gear 30 comprising a driving member 6, a plurality of planet gears 3 and toothed crowns 4 and 5 which will be detailed further.
  • Each planet pinion 3 comprises on the one hand a first toothing 31 engaged with both the driving pinion 61 of the driving member 6 and with a fixed first ring gear 4, and secondly a second set of teeth 32 engaged with a second ring gear 5 integral in rotation with the control shaft 8.
  • Each planet gear 3 also has an outer circular bearing 33. It should be noted that this type of planetary gearbox is sometimes called x Wolfrom '.
  • the second ring gear 5 is part of an output wheel 50 also called output bell 50, has a disk portion 52, an annular portion at the periphery of the disk portion with the toothing of the second ring gear 5 and a Inner cylindrical bearing 53.
  • the output wheel 50 also comprises a cylindrical hub 51 with an axial opening opening that can receive the control shaft 8.
  • the satellites 3 are held radially by virtue of their outer circular bearing surface 33 which is supported both on the inner cylindrical surface 53 and on the outside of the hub 51 (FIG 6).
  • the first ring gear 4 is part of a flat fixed ring 40 which comprises radial indentations 41 which are housed in complementary shapes formed inside the housing 19 ( Figure 6).
  • the rotor 2 of the brushless motor 20 may be in the form of a substantially flat disc perpendicular to the axis of rotation Y2.
  • the rotor disc is equipped with permanent magnets; vis-à-vis are arranged electromagnet coils controlled by a control unit 9 arranged in the immediate vicinity of the The control of the current flowing in each coil of electromagnets makes it possible to generate a rotating magnetic field capable of imparting rotational movement to the rotor.
  • the rotation speed of the rotating field can be controlled by the control unit 9.
  • rotational speeds of between 2,000 rpm and 7,000 rpm will be chosen, and preferably between 2000 rpm and 4000 rpm.
  • the rotor 2 is rotatably connected to an output wheel
  • the coupling between the output gear wheel 22 of the motor and the input wheel 66 of the planetary gear can be embodied in the form of a transmission belt 60, as illustrated in FIGS. 2 and 3, for example a belt in elastomeric material, for example a toothed belt; alternatively, as shown in Figure 4 it could be a direct mesh from one wheel to the other.
  • the output wheel 50 is made as a unitary piece of molded plastic.
  • all the parts of the planetary gear can be made of plastic.
  • the planetary gearbox is devoid of planet carriers.
  • the planetary gearbox is devoid of ball bearings or rollers.
  • the brushless motor 20, the planetary gearbox 30 and control unit 9 are contained in the closed housing 19.
  • the housing 19 is formed as a protective housing in the form of two half-housings 19a, 19b assembled together by fastening means such as clipping means 19c, 19d.
  • This box allows to protect the internal elements of the device 1, namely in particular the motor 20, the gearbox 30, and the control unit 9 of the external environment.
  • first axial bearing 55 and a second axial bearing 56 to support the rotational movement of the output wheel 50.
  • the casing may comprise bearings for the rotor of the rotor. engine.
  • the motorized articulation device 1 also comprises an electrical connector 16, designed to power the motor 20 with power and signals.
  • ⁇ 6i being the number of teeth on the driving pinion 61, Z31 and Z32 the number of teeth on respectively the first set of teeth 31 and the second toothing 32 of the satellites, Z 4 the number of teeth on the first ring (fixed) and Z5 the number teeth on second ring 5 (exit).
  • the belt transmission 60 further introduces a reduction factor typically between 2 and 3 depending on the respective diameters of the output wheel 22 and the input wheel.
  • the gearbox and the brushless motor 20 are arranged next to each other substantially in a plane perpendicular to the main axis Y, and are interconnected by the belt 60.
  • the control shaft 8 here of square section, is coupled to the central hub 51 by complementary shape, is a shaft 8 which connects the hypocycloid articulation mechanism 7 on the right side to the hypocycloid articulation mechanism 7 'left side passing through the reducer 30 from one side to the inside of the hub 51.
  • the control unit 9 is configured to control the current in each coil, and to monitor the smooth operation of the brushless motor and can manage several auxiliary functions such as the management of stored positions, the compensation of the variations of the supply voltage, the help with diagnosis, etc.
  • control unit 9 can control the motor according to current profiles with start and stop ramps; we then obtain smooth starts and stops. This also limits the emission of electromagnetic interference related to start and stop transitions.
  • the rotor 2 and the driving member 6 are directly coupled; they can constitute one and the same piece in alternative.
  • the stator and the rotor 2 of the motor comprise an axial through recess for passing the control shaft 8 which passes through the geared motor 10.
  • an additional planetary gearbox is inserted in order to favor the yields of the different reduction stages; in this configuration the motor rotor is connected to the sun gear 90,91 of the additional reducer, which drives satellites 92 carried by a planet carrier 6 which forms the input wheel 61 of the main planetary reducer 30.
  • An outer ring 93 is arranged in a fixed manner, combined or not with the fixed ring 40 mentioned above. The other elements relating to the variant of Figure 11 are not described again here, because they are identical or similar to those described above.
  • the motorized articulation device 1 can be provided for moving, in a motor vehicle, any movable element mounted movably relative to a reference element by means of a hinge device. interposed between the movable element and the reference element.

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Abstract

Dispositif d'articulation motorisé comprenant un mécanisme d'articulation à hypocycloïde (7) entraîné par un arbre de commande (8), comprenant deux flasques métalliques (71,72) destinés à être reliés à l'assise (11) et au dossier (12), un moteur sans balais (20), un réducteur planétaire (30) interposé entre le moteur sans balais (20) et l'arbre de commande (8), le réducteur planétaire comprenant un pignon entraîneur (6) lié au rotor du moteur, une pluralité de pignons satellites (3), chaque pignon satellite comportant d'une part une première denture (31) en prise avec le pignon entraîneur (6) et une première couronne dentée (4) fixe, et d'autre part une deuxième denture (32) en prise avec une deuxième couronne dentée (5) solidaire de l'arbre de commande (8).

Description

Dispositif d' articulation motorisé pour articulation de siège de véhicule.
La présente invention est relative aux dispositifs d'articulation motorisés, avec moteur électrique et réducteur, arrangés pour entraîner un organe dans un siège de véhicule automobile, par exemple pour déplacer un élément mobile par rapport à un élément de référence, par exemple un dossier de siège à une assise de siège.
Dans l'art antérieur connu, beaucoup de dispositifs d'articulation motorisés font appel à un motoréducteur, lequel comprend un moteur à courant continu ou sans balais et un ou plusieurs étages de réduction pour déplacer un élément mobile principalement en rotation par rapport à un élément de référence.
Ces dispositifs d'articulation motorisés doivent répondre à de multiples contraintes, en terme de silence de fonctionnement, de maintien de la position en cas de choc subi, de fiabilité, d'encombrement réduit, de rendement, de facilité d'intégration, pour ne citer que les principaux.
Selon le document US7544142, on peut utiliser un moteur sans balais double ou simple, auquel on doit adjoindre un réducteur différentiel complexe, ce qui rend le dispositif coûteux, et sa tenue aux chocs peut être insuffisante.
Il est donc apparu un besoin pour proposer des dispositifs d'articulation motorisés à moteur électrique et réducteur (que l'on appelle xmotoréducteur' ) ayant une construction simplifiée, des dimensions permettant d'optimiser leur implantation, en particulier dans un espace confiné d'un siège automobile, et qui permettent aussi de diminuer les bruits de fonctionnement de tels motoréducteurs , et tout ceci sans altérer la tenue aux chocs de tels dispositifs d'articulation.
Selon la présente invention, il est proposé un dispositif d'articulation motorisé adapté pour relier un dossier de siège de véhicule automobile à une assise dudit siège, selon un mouvement de rotation autour d'un axe principal, comprenant:
- un premier mécanisme d'articulation à hypocycloïde entraîné par un arbre de commande, comprenant un premier flasque métallique destiné à être relié à l'assise et un deuxième flasque métallique destiné à être relié au dossier, les premiers et deuxième flasque étant reliés par des secteurs dentés métalliques,
- un moteur sans balais ayant un rotor tournant autour d'un axe de rotor parallèle à l'axe principal,
- un réducteur planétaire interposé entre le moteur sans balais et l'arbre de commande, le réducteur planétaire comprenant un pignon entraîneur tournant autour de l'axe principal et lié au rotor du moteur, une pluralité de pignons satellites, chaque pignon satellite comportant d'une part une première denture en prise à la fois avec le pignon entraîneur et avec une première couronne dentée fixe, et d'autre part une deuxième denture en prise avec une deuxième couronne dentée solidaire de l'arbre de commande,
dans lequel le réducteur planétaire est dépourvu de porte- satellites .
Grâce à ces dispositions, on peut simplifier l'architecture de tels mécanismes, optimiser les bruits de fonctionnement et les dimensions de tels mécanismes pour faciliter leur implantation et leur intégration dans l'habitacle des véhicules, et de plus conserver un bon comportement en cas de choc et un rendement satisfaisant. De plus le montage d'un tel mécanisme est simplifié.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes, prises isolément ou en combinaison : toutes les pièces du réducteur planétaire sont en matière plastique ; moyennant quoi le coût de revient du dispositif est optimisé ;
le dispositif peut comprendre en outre une unité de commande agencée à proximité immédiate du moteur sans balais, destinée à commander ledit moteur sans balais, ledit moteur sans balais, le réducteur planétaire et l'unité de commande étant contenus dans un carter fermé ; de sorte que le dispositif présente un bon mutisme électromagnétique et l'unité de commande est protégée des agressions physico-chimiques externes ;
la première denture et la deuxième denture présentent un écart de nombre de dents de 1, et/ou le nombre de dents de la première couronne dentée diffère du nombre de dents de la deuxième couronne dentée ; de sorte qu'un rapport de réduction compris entre 50 et 150 peut être obtenu pour le réducteur planétaire ;
le rapport de réduction du réducteur planétaire est compris entre 50 et 150 et le régime de rotation du moteur est compris entre 2000 tours/min et 7000 tours/min ; de sorte que 1 'on peut choisir un moteur sans balais avec des dimensions réduites ;
le réducteur et le moteur peuvent être disposés l'un à coté de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe principal, et sont reliés entre eux par une courroie ; de sorte que 1 'encombrement axial est réduit ;
- le réducteur planétaire et le moteur sans balais peuvent être disposés l'un à la suite de l'autre selon la direction axiale ; de sorte que 1 'encombrement radial est réduit ;
- le dispositif peut comprendre en outre un train planétaire intermédiaire interposé axialement entre le moteur sans balais et le réducteur planétaire ; de sorte que on peut optimiser les rendements de chaque étage de réduction ;
- l'unité de commande est arrangée pour commander le moteur selon des profils de courant avec des rampes de démarrage et d'arrêt ; on obtient alors des démarrages et des arrêts sans à-coups ;
L' invention vise également une armature de siège pour véhicule automobile comprenant une armature de dossier, une armature d'assise, et au moins au moins un dispositif d'articulation motorisé comme décrit ci-dessus.
Le dispositif d'articulation motorisé peut comprendre en outre un second mécanisme d'articulation à hypocycloïde agencé sur le coté opposé au premier mécanisme d'articulation à hypocycloïde, l'arbre de commande traversant axialement le réducteur planétaire et reliant les deux mécanismes d'articulation à hypocycloïde.
L' invention vise également un siège pour véhicule automobile comprenant au moins un dispositif d' entraînement tel que décrit précédemment.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de deux de ses modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs à l'aide des dessins joints sur lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d'une armature de siège intégrant un dispositif d'articulation motorisé selon un premier mode de réalisation de 1 ' invention,
- la figure 2 est une vue éclatée du dispositif d' entraînement de la Figure 1, vue depuis un côté,
la figure 3 est une vue éclatée du dispositif d' entraînement de la Figure 1, vue depuis un côté opposé, la figure 4 est un schéma de principe en coupe axiale du dispositif d'articulation motorisé de la figure 1,
la figure 5 est une vue en coupe transversale du réducteur du dispositif d' entraînement de la figure 1, selon la ligne V-V de la figure 4,
- la figure 6 est une vue en coupe transversale du réducteur du dispositif d' entraînement de la figure 1, selon la ligne VI-VI de la figure 4,
la figure 7 est une vue en perspective d'une armature de siège intégrant un dispositif d'articulation motorisé selon un deuxième mode de réalisation de 1 ' invention,
la figure 8 est un schéma de principe en coupe axiale du dispositif d'articulation à entraînement motorisé de la figure 7,
- la figure 9 est une vue éclatée du dispositif d' entraînement de la Figure 7, vue depuis un côté,
la figure 10 est une vue éclatée du dispositif d' entraînement de la Figure 7, vue depuis un côté opposé, la figure 11 représente une variante du dispositif d'articulation à entraînement motorisé de la figure 7.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
La figure 1 représente une vue en perspective d'une armature de siège intégrant un dispositif d'articulation à entraînement motorisé 1 aussi appelé plus simplement ispositif d'articulation motorisé' 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Une telle armature est recouverte d'une matelassure et d'un revêtement (non représentés) pour constituer un siège automobile.
Tel qu'illustré sur la figure 1, le dispositif d'articulation motorisé 1 permet de faire pivoter le dossier par rapport à l'assise, pour le réglage de la position angulaire de confort ; en revanche les reste du temps, le dispositif d'articulation motorisé doit assurer le maintien de la position courante, y compris en cas de choc subi par le véhicule.
L'armature en question comprend une structure d'assise 11 et une structure de dossier 12, montée à rotation sur la structure d'assise 11 autour d'un axe principal d'articulation Y. Au niveau de la zone d'articulation, l'armature comprend un premier mécanisme d'articulation 7 sur le côté droite du siège (visible en pointillé sur la figure 1) et un second mécanisme d'articulation 7' sur le côté gauche du siège, visible en partie.
Par ailleurs, la structure d'assise 11 peut comprendre de chaque côté un flasque d'assise 11A fixé à un des mécanismes d'articulation 7,7' en vis-à-vis et la structure de dossier 12 peut comprendre de façon similaire de chaque côté un flasque de dossier 12A fixé à un des mécanismes d'articulation 7,7' en vis-à-vis. Il est à noter que la structure de dossier 12 peut être articulée sur le flasque de dossier 12A dans le cas d'une fonction accès aux places arrière.
Comme illustré aux figures 1 à 6, dans l'exemple illustré, chaque mécanisme d'articulation 7,7' est un mécanisme à réducteur hypocycloïde comme connu dans l'art dans les articulations de siège et décrit par exemple dans le document FR2962385.
Chaque mécanisme d'articulation 7 (respectivement
7') comprend un premier flasque métallique 71 destiné à être relié à l'assise 11, directement ou via le flasque d'assise 11A, et un deuxième flasque métallique 72 destiné à être relié au dossier 12 directement via le flasque de dossier 12A.
De manière connue en soi, les premier et deuxième flasques 71,72 sont reliés, directement ou indirectement, par des secteurs dentés. Dans l'exemple illustré, une denture radialement extérieure 76 du premier flasque s'engage avec une denture radialement intérieure 75 de plus grand diamètre du deuxième flasque, le premier flasque 71 étant mis en mouvement de rotation autour de Y avec légère nutation au moyen d'une came excentrique 73. La denture radialement intérieure 75 possède une dent de plus que la denture radicalement extérieure 76 du deuxième flasque. De plus amples détails de structure et de construction sont donnés par exemple dans le document FR2962385, sachant que les figures 4, 8 et 11 ne représentent le mécanisme d'articulation 7 que seulement de manière schématique.
Lorsque la came excentrique 73 fait un tour complet, la denture 76 du premier flasque 71 se décale angulairement de 1 dent par un rapport à la denture 75 du deuxième flasque 72.
On obtient ainsi une réduction de 1/N, si N est le nombre de dents de la denture du premier flasque. Les premier et deuxième flasques sont réalisés par emboutissage ou découpage fin dans un matériau de type acier, ceci afin de supporter les couples mis en jeu entre le dossier et assise notamment en cas de choc subi par le véhicule. Le nombre de dents sera par exemple de 35 et 36. Les dentures 75,76 sont métalliques et sont de préférence venues de matière avec respectivement les premier et deuxième flasques 71,72. Le couplage mécanique entre les premier et deuxième flasques confère ainsi à l'articulation une irréversibilité de mouvement et une robustesse suffisante pour satisfaire aux critères de plus en plus contraignants de tenue aux chocs .
La came excentrique 73 est entraînée en rotation par un arbre de commande 8, lequel traverse l'armature de de siège de gauche à droite dans l'exemple illustré de manière à relier les deux mécanismes d'articulation 7,7'.
Il est à noter que dans un exemple simplifié non représenté, l'armature du siège pourrait ne comporter qu'un seul mécanisme d'articulation 7, auquel cas l'arbre de commande 8 serait beaucoup plus court et relierait localement le motoréducteur dont il sera question ci-après avec le mécanisme d'articulation 7 unique.
Le motoréducteur 10 du dispositif d'articulation motorisé 1 est logé dans un carter 19 et comprend :
un moteur sans balais ( xbrushless' ) 20 ayant un rotor 2, tournant autour d'un axe de rotor Y2 parallèle à l'axe principal Y, un réducteur planétaire 30 interposé entre le moteur sans balais ( xbrushless' ) 20 et l'arbre de commande 8, le réducteur planétaire 30 comprenant un organe entraîneur 6, une pluralité de pignons satellites 3 et des couronnes dentées 4 et 5 qui seront détaillés plus loin.
Chaque pignon satellite 3 comporte d'une part une première denture 31 en prise à la fois avec le pignon entraîneur 61 de l'organe entraîneur 6 et avec une première couronne dentée 4 fixe, et d'autre part une deuxième denture 32 en prise avec une deuxième couronne dentée 5 solidaire en rotation de l'arbre de commande 8. Chaque pignon satellite 3 comporte aussi une portée circulaire extérieure 33. Il est à noter que ce type de réducteur planétaire est parfois appelé xWolfrom' .
La deuxième couronne dentée 5 fait partie d'une roue de sortie 50 aussi appelée cloche de sortie 50, comporte une portion de disque 52, une portion annulaire en périphérie de la portion de disque avec la denture de la deuxième couronne dentée 5 susdite et une portée cylindrique intérieure 53. La roue de sortie 50 comprend aussi un moyeu 51 cylindrique avec un évidement central axial débouchant apte à recevoir l'arbre de commande 8.
Les satellites 3 sont maintenus radialement grâce à leur portée circulaire extérieure 33 qui s'appuie à la fois sur la portée cylindrique intérieure 53 et sur l'extérieur du moyeu 51 (Fig. 6) .
La première couronne dentée 4 fait partie d'un anneau fixe 40 plat qui comprend des indentations radiales 41 qui viennent se loger dans des formes complémentaires ménagées à l'intérieur du carter 19 (Fig. 6) .
Le rotor 2 du moteur sans balais 20 peut se présenter sous la forme d'un disque essentiellement plat perpendiculaire à l'axe de rotation Y2. Comme connu en soi, le disque rotor est équipé d'aimants permanents ; en vis-à- vis sont agencées des bobines d ' électroaimants pilotées par une unité de commande 9 agencée à proximité immédiate du moteur sans balais 20. Le pilotage du courant passant dans chaque bobine d ' électroaimants permet de générer un champ magnétique tournant capable d' imprimer un mouvement de rotation au rotor. La vitesse de rotation du champ tournant peut être contrôlée par l'unité de commande 9. Typiquement, on choisira des vitesses de rotation comprises entre 2000 tours par minute (2000 Rpm) et 7000 tours par minute (7000 Rpm) , et de manière préféré entre 2000 trs/min et 4000 trs/min .
Le rotor 2 est lié en rotation à une roue de sortie
22, laquelle est couplée à une roue d'entrée 66 du réducteur planétaire 30.
Le couplage entre la roue dentée de sortie 22 du moteur et la roue d'entrée 66 du réducteur planétaire peut être réalisé sous la forme d'une courroie de transmission 60, telle qu'illustré aux figures 2 et 3, par exemple une courroie en matériau élastomère, par exemple une courroie crantée; en alternative, comme représenté à la figure 4 il pourrait s'agir d'un engrènement direct d'une roue sur l'autre.
Selon l'invention, la roue de sortie 50 est réalisée comme une pièce unitaire en plastique moulé.
De plus, avantageusement selon l'invention, toutes les pièces du réducteur planétaire peuvent être en matière plastique. Selon un autre aspect avantageux et optionnel, le réducteur planétaire est dépourvu de porte-satellites. Selon un autre aspect avantageux et optionnel, le réducteur planétaire est dépourvu de roulement à billes ou à rouleaux .
Selon l'exemple illustré, le moteur sans balais 20, le réducteur planétaire 30 et unité de commande 9 sont contenus dans le carter fermé 19.
Plus précisément, le carter 19 est formé comme un boitier de protection sous forme de deux demi-carters 19a, 19b assemblés ensemble par des moyens de fixations comme des moyens de clipsage 19c, 19d. Ce boitier permet de protéger les éléments internes du dispositif 1, à savoir notamment le moteur 20, le réducteur 30, et l'unité de commande 9 de l'environnement extérieur.
De plus, dans ce carter 19 sont ménagés un premier palier axial 55 et un deuxième palier axial 56 pour supporter le mouvement de rotation de la roue de sortie 50. En outre, de manière similaire, le carter peut comporter des paliers pour le rotor du moteur.
Le dispositif d'articulation motorisé 1 comporte aussi un connecteur électrique 16, prévu pour alimenter électriquement en puissance et en signaux le moteur 20.
De façon générale, on choisira un taux de réduction compris pour le train planétaire entre 50 et 150.
Ceci peut être fait en disposant un nombre différent de dents sur les première et deuxième couronnes 4,5 et/ou un nombre différent de dents sur les première et deuxième dentures 31,32 des satellites 3.
On pourra écrire la formule générale du rapport de réduction du réducteur planétaire comme suit :
Figure imgf000012_0001
∑6i étant le nombre de dents sur le pignon entraîneur 61, Z31 et Z32 le nombre de dents sur respectivement la première denture 31 et la deuxième denture 32 des satellites, Z4 le nombre de dents sur première couronne (fixe) et Z5 le nombre de dents sur deuxième couronne 5 (sortie) .
En l'occurrence, dans l'exemple illustré, on combine les deux caractéristiques avec
Figure imgf000012_0002
Z32=9, Z4=31 et Z5=33, on obtient R=54.
Si
Figure imgf000012_0003
et Z5=32, on obtient R=98, avec inversion du sens de rotation.
Ces choix permettent d' obtenir un taux de réduction très avantageux pour le réducteur planétaire avec un rendement satisfaisant et un régime de rotation optimal susmentionné pour le moteur.
Le lecteur appréciera que la transmission par courroie 60 introduit en outre un facteur de réduction typiquement compris entre 2 et 3 en fonction des diamètres respectifs de la roue de sortie 22 et de la roue d'entrée
66 du réducteur.
Selon le premier mode de réalisation, le réducteur et le moteur brushless 20 sont disposés l'un à coté de l'autre sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe principal Y, et sont reliés entre eux par la courroie 60.
On obtient ainsi une configuration dite xà plat' , à savoir une dimension selon l'axe Y avantageuse, par exemple inférieure à 40 mm, et le dispositif peut être implanté du coté intérieur contre le flasque de dossier 12.
L'arbre de commande 8, ici de section carrée, est couplé au moyeu central 51 par complémentarité de forme, se présente comme un arbre 8 qui relie le mécanisme d'articulation hypocycloïde 7 coté droite au mécanisme d'articulation hypocycloïde 7' coté gauche, en traversant le réducteur 30 de part en part à l'intérieur du moyeu 51.
L'unité de commande 9 est configurée pour piloter le courant dans chaque bobine, et pour surveiller le bon fonctionnement du moteur brushless et peut gérer plusieurs fonctions annexes comme la gestion de positions mémorisées, la compensation des variations de la tension d'alimentation, l'aide au diagnostic, etc.
En particulier, l'unité de commande 9 peut commander le moteur selon des profils de courant avec des rampes de démarrage et d'arrêt ; on obtient alors des démarrages et des arrêts sans à-coups. Cela permet aussi de limiter l'émission d'interférences électromagnétiques liées aux transitions de démarrage et d'arrêt.
Selon un deuxième mode de réalisation, représenté aux figures 7 à 11, le réducteur 30 et le moteur brushless
20 sont disposés sont disposés coaxialement , l'un en bout de l'autre, l'axe du rotor Y2 étant confondu avec l'axe principal Y. On obtient ainsi une configuration dite xcylindrique axiale' , à savoir une dimension radiale avantageuse, par exemple un diamètre inférieur à 6 cm, et le dispositif peut être implanté du coté intérieur contre le flasque de dossier 12, comme illustré à la Figure 7.
Dans ce second mode de réalisation, seuls les éléments qui diffèrent de ceux du premier mode seront commentés, les autre étant considérés comme similaires ou identiques.
Dans cette configuration, le rotor 2 et l'organe entraîneur 6 sont directement couplés ; ils peuvent constituer une seule et même pièce en alternative. Le stator et le rotor 2 du moteur comprennent un évidement axial traversant pour laisser passer l'arbre de commande 8 qui traverse le motoréducteur 10.
Selon la variante présentée à la Figure 11, on intercale un réducteur planétaire supplémentaire en vue de favoriser les rendements des différents étages de réduction ; dans cette configuration le rotor du moteur est lié au pignon solaire 90,91 du réducteur supplémentaire, lequel entraine des satellites 92 portés par un porte- satellites 6 qui forme la roue d'entrée 61 du réducteur planétaire principal 30. Une couronne extérieure 93 est disposée de manière fixe, combinée ou non avec l'anneau fixe 40 susmentionné. Les autres éléments relatifs à la variante de la figure 11 ne sont pas décrits à nouveau ici, car ils sont identiques ou similaires à ceux décrits précédemment .
Pour ne donner qu'un exemple, si on utilise le moteur à 7000 trs/min, avec un rapport de réduction de 100 dans le réducteur planétaire, on obtient 70 trs/min en entrée du mécanisme d'articulation 7 lequel introduit une réduction d'un facteur 35 ; auquel cas on obtient une rotation de 2 trs/min du dossier (12 degrés par seconde) . Avec un réducteur planétaire supplémentaire (Fig. 11) on peut abaisser la vitesse à moins de 1 tr/min, comme on peut l'obtenir aussi avec la transmission par courroie du premier mode.
Il est à noter que, selon l'invention, le dispositif d'articulation motorisé 1 peut être prévu pour déplacer, dans un véhicule automobile, un élément mobile quelconque, monté mobile par rapport à un élément de référence grâce à un dispositif d'articulation interposé entre l'élément mobile et l'élément de référence.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'articulation motorisé adapté pour relier un dossier (12) de siège de véhicule automobile à une assise (11) dudit siège, selon un mouvement de rotation autour d'un axe d'articulation (Y), comprenant:
- un premier mécanisme d'articulation à hypocycloïde (7) entraîné par un arbre de commande (8), comprenant un premier flasque métallique (71) destiné à être relié à l'assise (11) et un deuxième flasque métallique (72) destiné à être relié au dossier (12), les premier et deuxième flasque (71,72) étant reliés par des secteurs dentés métalliques,
- un moteur sans balais (20) ayant un rotor (2) tournant autour d'un axe de rotor (Y2) parallèle à l'axe d' articulation,
- un réducteur planétaire (30) interposé entre le moteur sans balais (20) et l'arbre de commande (8), le réducteur planétaire comprenant un pignon entraîneur (6,61) tournant autour d'un axe principal (Y) et lié au rotor du moteur, une pluralité de pignons satellites (3) , chaque pignon satellite comportant d'une part une première denture (31) en prise avec le pignon entraîneur (6) et une première couronne dentée (4) fixe, et d'autre part une deuxième denture (32) en prise avec une deuxième couronne dentée (5) solidaire de l'arbre de commande (8),
dans lequel le réducteur planétaire est dépourvu de porte- satellites .
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel toutes les pièces du réducteur planétaire sont en matière plastique .
3. Dispositif selon la revendication 1, comprenant en outre une unité de commande (9) agencée à proximité immédiate du moteur sans balais (20), destinée à commander ledit moteur sans balais, ledit moteur sans balais, le réducteur planétaire et unité de commande étant contenus dans un carter fermé (19) .
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première denture (31) et la deuxième denture (32) présentent un écart de nombre de dents de 1, et/ou le nombre de dents de la première couronne dentée (4) diffère du nombre de dents de la deuxième couronne dentée (5) .
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel le rapport de réduction du réducteur planétaire (30) est compris entre 50 et 150 et le régime de rotation du moteur (20) est compris entre 2000 tours/min et 7000 tours/min.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le réducteur planétaire (30) et le moteur sans balais (20) sont disposés l'un à coté de l'autre dans un plan perpendiculaire à l'axe principal (Y), et sont reliés entre eux par une courroie (60) .
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le réducteur planétaire (30) et le moteur sans balais (20) sont disposés l'un à la suite de l'autre selon la direction axiale (Y) .
8. Armature de siège pour véhicule automobile comprenant une armature de dossier (12), une armature d'assise (11), et au moins un dispositif d'articulation motorisé (1) selon l'une des revendications 1 à 7.
9. Armature de siège selon la revendication 8, comprenant un second mécanisme d'articulation à hypocycloïde (7') agencé sur le coté opposé au premier mécanisme d'articulation à hypocycloïde (7), l'arbre de commande (8) traversant axialement le réducteur planétaire (30) et reliant les deux mécanismes d'articulation à hypocycloïde .
10. Siège pour véhicule automobile comprenant au moins un dispositif d'articulation à entraînement motorisé selon l'une des revendications 1 à 7.
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